国槐花与刺槐花中黄酮的质量差异比较
2022-05-10付凤萍高欣悦吴建英陈红英
付凤萍,高欣悦,余 佳,吴建英,余 琳,陈红英
(西南科技大学生命科学与工程学院,四川 绵阳 621010)
国槐花与刺槐花分别来源于豆科植物国槐(Sophora japonicaL.)和刺槐(Robinia pseudoacaciaL.)开放的花,外观性状特征相似,均有药食两用价值。在资源开发中,国槐花主要用于中药入药,刺槐花主要用于食品饮品[1]。两者均含有丰富的黄酮类化合物,黄酮类化合物具有抗氧化、清除自由基、抗炎、改善血液循环、降低胆固醇等多种功效作用。在应用中,二者通常统称为“槐花”,易发生混淆。国槐在中国历史悠久,原产于北方,其所开放的花为国槐花,也称槐花、槐蕊。一方面它可以直接食用,另一方面具有清热、凉血、止血、降压等功效而被收载于《中华人民共和国药典》(2020 版)(简称药典)[2],与其他药材一同煎煮,对吐血、尿血、痔疮出血、风热目赤、高血压病、高脂血症、颈淋巴结核、血管硬化、大便带血、糖尿病、视网膜炎、银屑病等有显著治疗作用[3]。目前,国槐花有3 种炮制方法,分别是生槐花、炒槐花和槐花炭[2]。国槐花含有多种化学成分,如芦丁、槲皮素、鞣质、多糖类、维生素、挥发性成分等,其中黄酮类化合物芦丁含量大于6%[4,5]。刺槐为十九世纪从国外引进的树种,因生长快速、开花和制种能力强,能很好地适应各种环境条件,常作为绿化带植物。刺槐所开的花叫刺槐花,又名洋槐花,香味浓烈,有清热解毒、凉血止血、抗氧化等功效[6],报道[7]认为该树种的甲醇提取物对乳腺癌MDA-MB-231细胞和健康MRC-5 细胞有抗癌作用,适合作为潜在的抗肿瘤治疗补充剂或营养食品补充剂。刺槐花的主要化学成分有刺槐苷、山奈酚、鞣质、芦丁、维生素、多糖等[8]。刺槐花也是广受欢迎的一种野菜,主要产品有槐花茶、槐花蜜和槐花糕等。
国槐花和刺槐花为同科近缘品种,外观相似,均含丰富的黄酮类生物活性成分。药典标准[2]中,除性状外,槐花(实为国槐花)质量主要考察总黄酮含量和芦丁含量。刺槐花目前尚无相应的质量标准可参考。为更好区分国槐花和刺槐花,规范相应的质量标准,试验以中国药典为标准,参照槐花(国槐花)的黄酮质量评价方法,分别用光谱法和色谱法对二者进行薄层色谱、总黄酮含量和芦丁含量比较分析,以期能对2 种槐花的有效使用提供参考。
1 材料和方法
1.1 材料与试剂
不同产地国槐花1 和2 分别购自绵阳天城大药房、绵阳同仁堂药店。炒槐花和槐花炭由国槐花2按照药典[2]中槐花的炮制方法自制。野生刺槐花源于3 个不同产地的售卖品。所有样品均由西南科技大学卢学琴老师鉴定。芦丁对照品购自上海纯优生物科技有限公司,纯度≥98.0%。色谱级甲醇,其他试剂均为分析纯。
1.2 仪器
KQ3200E 超声波清洗器(昆山市超声仪有限公司);T6 新世纪紫外-可见光分光光度计(北京普析通用仪器有限责任公司);SB-2 薄层色谱仪(天津市分析仪器厂);Kromasil 100-5 C18 色谱柱(150 mm×4.6 mm,5.0 μm)(浙江纳德科学仪器有限公司);LC-210高效液相色谱仪(上海精科仪器有限公司);硅胶GF254薄层板(青岛海浪硅胶干燥剂有限公司)。
1.3 方法
1.3.1 性状观察 干燥后的国槐花和刺槐花适量,从颜色、气味、外观、水泡等方面进行比较。
1.3.2 薄层色谱鉴别
1)对照溶液制备。精密称取芦丁适量,用甲醇溶解配制成2.0 mg/mL 的对照品溶液。
2)供试品溶液制备。分别称取供试品各0.5 g,加甲醇5.0 mL,超声提取5 min,补足甲醇,取滤液作为供试品溶液。
3)用移液枪取对照品溶液和供试品溶液各5 μL,分别点于同张硅胶薄层板上,以乙酸乙酯-甲酸-水(8∶1∶1,体积比)为展开剂,展开、晾干后,喷上1%三氯化铝乙醇溶液,待溶剂挥发后,在365 nm紫外光灯下观察。
1.3.3 总黄酮含量测定
1)对照品溶液制备。精密称取定芦丁对照品适量,用甲醇溶解配制成0.2 mg/mL 的对照品溶液。
2)供试品溶液制备。分别取各供试品粗粉约1 g,精密称定,置于索氏提取器中,用石油醚提取至提取器中溶液为无色,弃去石油醚溶液。再用甲醇提取至提取器中溶液无色,提取液用甲醇定容至100.0 mL 容量瓶中。精密量取 5.0 mL 置 50.0 mL 量瓶中,加水至刻度,摇匀。
3)比色法测定总黄酮含量。精密量取对照品溶液 1.0、2.0、3.0、4.0、5.0 mL 与 6.0 mL,分别置于 25.0 mL 量瓶中,各加水至6.0 mL,加5%亚硝酸钠溶液1.0 mL,混匀,放置6 min,加10%硝酸铝溶液1.0 mL,摇匀,放置 6 min,加氢氧化钠试液 10.0 mL,再加水至刻度,摇匀,放置15 min,以相应的试剂为空白,在500 nm 波长处测定吸光度,以吸光度为纵坐标,浓度为横坐标,绘制标准曲线。
4)供试品测定。精密量取供试品溶液3.0 mL,置于25.0 mL 量瓶中,各加水至6.0 mL,15%亚硝酸钠溶液1.0 mL,混匀,同比色法测定。
1.3.4 高效液相色谱法测定芦丁含量
1)系统适应性试验。C18 色谱柱(150 mm×4.6 mm,5.0 μm);流动相为甲醇-1%乙酸溶液(38∶62,体积比);流速1.0 mL/min;柱温25 ℃;检测波长为257 nm;以0.1 mg/mL 对照品溶液为系统适用性溶液。理论板数按芦丁峰计算应不低于2 000。
2)溶液的制备。对照品溶液:精密称量芦丁对照品适量,用甲醇制成0.1 mg/mL 的溶液。供试品溶液:分别称取各供试品粗粉约0.2 g,精密称定,置具塞锥形瓶中,精密加入甲醇50.0 mL,称定重量,超声处理(功率250 W,频率25 kHz)30 min,放冷,再称定重量,用甲醇补足减失的重量,摇匀,滤过。精密量取续滤液2.0 mL,置10.0 mL 量瓶中,加甲醇至刻度,摇匀,即得。
3)样品测定。精密量取对照品溶液和供试品溶液,进样量为10 μL,应用外标法计算含量。
2 结果与分析
2.1 性状观察
国槐花与刺槐花外观具有明显差别(图1)。刺槐花干燥花呈白色带微绿色,完整者花萼钟状,花冠白色,旗瓣近圆形,体轻,气味芳香,味甘,沸水浸泡后,溶液为淡黄色。国槐花呈棕黄色,皱缩而卷曲,花瓣多散落,完整者花萼钟状,黄绿色,旗瓣阔心形,体轻,味较淡微苦,沸水浸泡后,溶液呈褐色。
图1 国槐花(左)和刺槐花(右)
2.2 薄层色谱分析
采用不同的硅胶薄层溶剂展开体系,如氯仿-甲醇-甲酸、乙酸乙酯-甲醇-甲酸、乙醇-水-冰乙酸等,以展开时间、芦丁的比移值(Rf)和斑点形状为指标进行选择,最后选用乙酸乙酯-甲酸-水(8∶1∶1,体积比)体系展开(图2)。由图2 可见,2 种槐花薄层色谱图差异明显,①与芦丁对照同一高度位置处,国槐花均显示有明显黄绿色荧光斑点,刺槐花在略高于芦丁位置处显示同样颜色荧光斑点;②同种槐花不同产地薄层色谱图无明显差异;③在溶剂线相同高度处,国槐有明显的荧光斑点,极性较小;而刺槐在低于芦丁位置近1/2 处,有明显的黄色荧光斑点,极性比芦丁大,此外,在溶剂线处有少许红色荧光斑点出现。
图2 国槐花和刺槐花365 nm 处的薄层荧光色谱
从图2 可以看出国槐与刺槐有明显的成分差异,国槐花中的主要黄酮成分为芦丁,但芦丁并不是刺槐花的主要黄酮成分,据文献报道[9,10],刺槐花中主要黄酮成分为刺槐苷,是否为色谱图2 中的主斑点之一,有待进一步验证;不同产地同种槐花的薄层色谱图差异并不大。国槐2 炮制后随着温度升高,由炒槐花到槐花炭,芦丁的含量有所减少。
2.3 总黄酮含量测定
2.3.1 标准曲线 芦丁对照溶液曲线如图3,回归方程为y=10.946x-0.022 7,R2=0.996 8,表明芦丁对照溶液在浓度0.008~0.048 mg/mL 内线性关系良好。
图3 芦丁的标准曲线
2.3.2 总黄酮含量结果与分析 黄酮一般是有颜色的化合物,采用索氏提取法用乙醚脱掉色素干扰,再以甲醇为溶剂,对所有供试品进行总黄酮提取和比色法测定,结果见表1。结果显示,2 种槐花中总黄酮含量均较高,以芦丁计均大于8%[2]。国槐花总黄酮含量高于刺槐花中总黄酮含量;国槐花炮制后总黄酮含量随着炮制温度的升高(按照生槐花、炒槐花、槐花炭的顺序)逐渐降低。
表1 国槐花与刺槐花的总黄酮含量测定结果
国槐花中总黄酮的含量测定参考文献[2],以芦丁为对照,但刺槐花总黄酮测定目前尚无统一的标准方法。刺槐花中目前已知的黄酮类化合物有刺槐苷、芦丁、槲皮素、山萘酚-3-O-β-D-半乳糖-7-O-α-L-鼠李糖苷、山萘酚-7-O-α-L-鼠李糖苷、山萘酚-3-O-β-D-半乳糖苷、山柰酚等[11]。刺槐花试验结果与文献[12]结论相比偏高,参照文献[13]以刺槐苷为对照品,三氯化铝溶液显色紫外测定的方法得到刺槐花中总黄酮含量在3%左右,同采用药典方法进行测定的文献[13]报道结果基本一致。
国槐花不同炮制品有不同药效,随着炮制温度升高,黄酮类部分发生转化,药效由清热凉血向止血方向转化[14,15]。本试验结果与此一致,随着炮制温度升高,总黄酮含量依次降低。历史上还记载有地黄汁炒、麸炒、新瓦上炒香熟、焙、蒸、酒浸微炒、米醋煮等多种方法[16,17],这些具体方法是否与特定化学成分有关,有待进一步调查研究。
2.4 芦丁含量测定结果
国槐花主要黄酮类物质为芦丁,药典[2]要求其含量≥6%,但刺槐花没有相应的质量指标。鄢长余[11]在刺槐花中分离得到山萘酚-7-O-α-L-鼠李糖苷、山萘酚-3-O-β-D-半乳糖苷、D-甘露醇、麦芽酚-3-O-[6′-O-(4″-羟基-反式-桂皮酰基)]-β-D-吡喃葡萄糖苷、D-3-O-甲基肌醇、山萘酚-3-O-β-D-半乳糖-7-O-α-L-鼠李糖苷、刺槐苷等化合物,并认为其中4 个化合物(山萘酚-3-O-β-D-半乳糖-7-O-α-L-鼠李糖苷、刺槐苷、芦丁、山萘酚-3-O-β-D-半乳糖苷)为黄酮主要成分。为方便比较,试验统一以芦丁为对照品,并模拟药典一测多评法[2],测定刺槐花中其他主峰的含量。
在系统适用性试验中,因保留时间过长,调整流动相(甲醇∶1%乙酸,V∶V)的比例由32∶68 为38∶62,具体液相色谱见图4。可以看出,在试验条件下,国槐花与刺槐花色谱图差异较大,芦丁为国槐花的主要色谱峰,而刺槐花中明显有3 个峰,最后1 个峰经样品加标试验验证为芦丁的色谱峰。具体保留时间与含量计算结果见表2。
表2 国槐花和刺槐花高效液相色谱测定结果
图4 对照品和供试品液相色谱
以上结果说明,同种槐花不同产地的芦丁有含量上的差异,但色谱图差异不大。炮制后,随着温度升高,国槐花中主要成分芦丁的含量差异较大,这与上述总黄酮含量测定结果一致。药典要求,国槐花中芦丁含量应大于60 mg/g,试验中的国槐花均满足要求,但刺槐花的含量远低于这个标准,这也说明芦丁不是刺槐花中的主要黄酮类成分。参照文献[11]以甲醇-磷酸梯度洗脱,测得刺槐花中芦丁含量为0.4%,刺槐苷1.7%,山萘酚-3-O-β-D-半乳糖-7-O-α-L-鼠李糖苷和山萘酚-3-O-β-D-半乳糖苷分别为0.4%和0.3%。
3 小结与讨论
国槐花与刺槐花均含有丰富的黄酮成分,但从色谱图明显可见二者主要黄酮成分差异很大。芦丁为国槐花的主要黄酮成分,而不是刺槐花的主要黄酮成分。图2 所示薄层板在被喷上1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(DPPH)自由基溶液后,只有芦丁对应高度位置处显示有黄色斑点,而刺槐花无黄色斑点出现,说明其主成分清除DPPH 自由基的活性较弱。据文献报道[9,11],刺槐花的主要黄酮成分为刺槐苷,此化合物极性和空间位阻比芦丁大,酚羟基比芦丁少,结构上似乎满足上述色谱图条件。此试验的刺槐花色谱图中主成分是否是刺槐苷,有待试验进一步考证。对于国槐花中总黄酮含量的测定,相关文献[13]与药典[2]均采用碱性条件三氯化铝比色法,但刺槐花目前还无相应的质量评价标准。为方便在同等条件下与国槐花比较,刺槐花也采用此法。总黄酮测定的结果表示为刺槐花每克样品中相当于芦丁的含量;在高效液相色谱测定中,以芦丁为参照,用类似于一测多评法[2]进行刺槐花中相应色谱峰的半定量的分析发现,刺槐花与国槐花都有稳定的薄层色谱图与高效液相色谱图,差异明显,不同产地的同品种槐花色谱图极为相似,仅有量上的不同。由此可见,用药典中槐花的质量评价方法,可以有效区分国槐花和刺槐花。
国槐与刺槐为近缘品种植物,国槐主要用于中药入药,刺槐主要用于食品饮品。两者均富含黄酮类生物活性物质,通常在经销和临床上,两者多有混用。用药典国槐花方法标准,两者薄层色谱和液相色谱图有明显差异,国槐花总黄酮含量和芦丁含量均高于刺槐花,但同种槐花不同产地的色谱图差异不大,仅呈现量的差异。槐花炮制后,总黄酮和芦丁含量有明显改变。试验结果对2 种槐花的有效区分和利用提供参考。